Diseño del riel de alimentación de la salida del chip de la batería de polímero de litio

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Caso:

Estoy construyendo un dispositivo con batería y hasta ahora parece que estaré usando MCP73871 para proporcionar a mi dispositivo la carga de la batería y la carga mediante USB. ( Hoja de datos )

Necesito regular la salida del MCP73871 a 5V y 3.3V. El 5V es para alimentar la parte digital del circuito (principalmente el microcontrolador) y el 3.3V es para alimentar un circuito de medición analógica precisa.

La batería de polímero de litio tendrá un voltaje entre 2.5 - 4.2 V, por lo que debe ser capaz de convertir desde este rango a 5V y 3.3V.

Estoy buscando recomendaciones de diseño.

Algunas preguntas que surgen:

1) ¿Es posible / existe un convertidor elevador sin conmutación?

2) Si necesito usar un regulador de conmutación para obtener 5V, ¿debo usar un convertidor de refuerzo para obtener 5V y un impulso / buck para obtener 3.3V? (Como el voltaje de entrada puede ser más alto y más bajo que 3.3V)

3) Si uso un regulador de conmutación (refuerzo) para obtener 5V (para la parte menos sensible del dispositivo). ¿Sigo beneficiándome del bajo nivel de ruido en los rieles de alimentación al utilizar un regulador LDO o sin conmutación para obtener 3.3 V si lo conecto en el regulador que da salida a 5 V? ¿Es esta una mejor solución con respecto al ruido en las líneas eléctricas?

4) 5V y 3.3V son niveles de voltaje usados muy comunes y supongo que debe haber algún tipo de chip que pueda tener una entrada de 2V + y que emita 5V y 3.3V simultáneamente. Si este es el caso, se agradecería un ejemplo de tal chip, pero ¿tienen / existen con características de bajo ruido?

Las preguntas anteriores reflejan mis pensamientos sobre cómo veo que esto podría resolverse. ¡Cualquier otra forma es muy bienvenida!

EDITAR:

Estoy usando un ARM Cortex M-3 a 72 MHz. La mayor parte del tiempo estará en modo de suspensión y, cuando se ejecute, se registrará a 72 MHz. También tiene comunicación por bluetooth agotando alguna batería.

También es posible ejecutar la parte digital a 3.3 V.

    
pregunta iQt

1 respuesta

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OMI, las dos preguntas principales serían:

1) ¿Qué microcontrolador usas? Es posible que pueda usarlo a un voltaje más bajo, tal vez disminuyendo la frecuencia del reloj. Esto simplificaría su problema de una gran oferta.

Por ejemplo, si desea utilizar un ATMega, puede alimentarlo con tan solo 1,8 V si mantiene la frecuencia de reloj a 4MHz o menos. También será feliz a 8MHz con mucho menos de 3.3V. Luego puede alimentarlo directamente desde el chip de la batería / administrador de energía; no usar un regulador en absoluto le dará algunas ganancias significativas de la batería.

2) ¿Cuál es el voltaje nominal más bajo de la parte 3V3? Dependiendo de eso, y de las posibles ganancias que obtendría al no regular el voltaje mcu, es posible que pueda simplemente descartar las últimas gotas de jugo de su lipo para la misma duración de la batería (no hay de todos modos, queda mucha energía cuando cae por debajo de 3.3V (además, eso sería más saludable para la batería), y deshacerse del step-up a 3.3V por completo. Ahora un regulador LDO podría hacer el trabajo. Sin regulador de conmutación significa menos ruido; Menos partes, menos consumo de energía, menos volumen / peso y menos precio también podrían significar una posible batería más grande ...

Para tomar las decisiones correctas, necesitaría especificar las especificaciones de las piezas que usaría. Pero el uso de un voltaje no regulado para la mayoría del circuito, incluyendo MCU, y el voltaje regulado para solo las partes de 3.3V tiene muchas ventajas.

    
respondido por el Nicolas D